半導体産業 シリコンカーバイド（SiC）の曲面（粗）研削

🕜 効率 - 3倍向上 | 📈 ワークピースの品質 - 1.4倍改善
  • 加工が難しい理由
  • 実際の効果
  • 用途と産業応用
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シリコンカーバイド（SiC）はなぜ加工が難しいのか？



SiC（シリコンカーバイド）はモース硬度9を有しており、高精度機械部品に最適な材料です。

この材料は優れた化学的・機械的安定性を持ち、高温・耐熱衝撃性を兼ね備えているため、SiC基板、SiCウェハサセプタ、SiCウェハキャリア、SiCエレクトロスタティックチャック（E-chuck）などに適しています。

しかし、シリコンカーバイドの高硬度と脆性により、研削時には大きなチッピングやエッジクラックが発生しやすくなります。もし研削力が十分に制御されなければ、加工は極めて非効率となり、ワーク品質も劣化します。

 
 

☑️ シリコンカーバイド（SiC）の曲面（粗）研削：加工情報

 
    シリコンカーバイド（SiC）の曲面（粗）研削：加工情報
  材料   焼結シリコンカーバイド（SiC）
  特徴   曲面（粗）研削 : 層状・球面形状の研削
  超音波ツールホルダ             HSKE40-R02-06



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HIT超音波プロセスソリューションによるシリコンカーバイド（SiC）の曲面粗研削適用例
(図1. HIT超音波プロセスソリューションによるシリコンカーバイド（SiC）の曲面粗研削適用例)


 

シリコンカーバイド（SiC）の曲面（粗）研削におけるHITの目標


HIT超音波支援加工技術を用いることで、SiCワークのエッジクラックを抑制しつつ、加工時間の短縮とワークピースの品質の向上を実現することが目標です。


 

超音波支援によるシリコンカーバイド（SiC）の曲面（粗）研削の加工結果

 

シリコンカーバイド（SiC）の曲面（粗）研削：加工効率

HIT超音波支援曲面粗研削により、送り速度を3倍に高め、加工効率を向上
(図2. HIT超音波支援曲面粗研削により、送り速度を3倍に高め、加工効率を向上)

 
  • HITの超音波プロセスソリューションを採用すると、高周波微振動により研削力が低減されます。
  • その結果、加工条件を強化することが可能となり、送り速度を従来の3倍に高めても加工効率が向上しました。


 

シリコンカーバイド（SiC）の曲面（粗）研削：ワークピースの品質

HIT超音波支援曲面粗研削により、ワークのエッジクラックサイズを低減
(図3. HIT超音波支援曲面粗研削により、ワークピースのエッジクラックサイズを低減)


超音波なしに比べ、より小さなエッジクラックで高品質なワークを実現
(図4. 超音波なしに比べ、より小さなエッジクラックで高品質なワークピースを実現)

 
  • 研削力の低減により、SiCワークピースに生じるエッジクラックサイズを抑制でき、ワークピースの品質の向上が可能となりました。
  • 同一条件（送り速度200mm/min）下では、クラックサイズが超音波なしの1.4分の1に縮小しました。


 

HIT超音波加工技術によるシリコンカーバイド（SiC）の曲面（粗）研削の成果


🕜 効率 - 3倍向上（送り速度の増強）
📈 ワークピースの品質 - 1.4倍改善（エッジクラック縮小）



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シリコンカーバイド（SiC）の曲面（粗）研削：産業応用



SiC（シリコンカーバイド）の研削は、半導体産業で適用されています。特に、SiCウェハサセプタ、SiCウェハキャリア、SiCエレクトロスタティックチャック（E-chuck）など、MOCVD、エッチング、薄膜プロセスにおける重要な半導体製造部品に使用されています。


SiC（シリコンカーバイド）はモース硬度9を有しており、高精度機械部品に最適な材料の一つです。

この材料は優れた化学的・機械的安定性を有し、高温・耐熱衝撃性を備えているため、SiC基板、SiCウェハサセプタ、SiCウェハキャリア、SiCエレクトロスタティックチャック（E-chuck）など、半導体製造における主要消耗部品として理想的です。
半導体産業においては、製造プロセスの安定性、製品品質、歩留まりが非常に重視されるため、ウェハと直接接触するチャンバー部品は、製品品質に対して極めて高く厳しい基準が求められます。

しかし、シリコンカーバイドは高硬度かつ脆性を持つため、研削時には大きなチッピングやエッジクラックによる表面・エッジ品質の低下というリスクがあります。研削時の研削力が十分に制御されない場合、加工時間が極端に長くなり、かつワーク品質も低下します。


そこで登場するのが、HITの超音波加工モジュールです。HITは先進材料加工に対する包括的なソリューションを提供しています。HITの超音波加工技術を用いることで、加工時間短縮とワーク品質の両立を実現し、エッジクラックの低減にも成功。これにより、クライアントは品質不良の懸念から解放され、効率的な加工が可能になります。HITはお客様の要求に応えるだけでなく、それ以上の成果を保証します。

 

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